機械原理課程設(shè)計(共10頁)

1、機械(jxi)原理課程設(shè)計 作品名稱： 全自動式硬幣(yngb)清分包裝機 團隊成員(chngyun)： 機構(gòu)設(shè)計： 學 院： 機電工程學院 專 業(yè)： 機械電子工程 指導老師： 時 間： 2015年7月9日 全自動式硬幣清分包裝機說明書目錄第一節(jié) 前言(qin yn) 1.1硬幣清分機課題(kt)背景 1.2國內(nèi)外硬幣清分機(fn j)發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1國外硬幣清分機發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.2國內(nèi)硬幣清分機發(fā)展現(xiàn)狀 1.3硬幣機現(xiàn)在的研究方向第二節(jié) 硬幣清分機工作流程第三節(jié) 清洗、烘干裝置 3.1清洗、烘干裝置的組成零件 3.2清洗、烘干裝置的工作原理 第四節(jié) 分離裝置 4.1分離裝置的組成零件

2、4.2分離裝置的工作原理第五節(jié) 包裝裝置 5.1包裝裝置的組成零件 5.2包裝裝置的工作原理第六節(jié) 系統(tǒng)硬件設(shè)計 6.1電機的選擇 6.2計數(shù)原理第七節(jié) 總結(jié)第一節(jié) 前言1.1、硬幣(yngb)清分機課題(kt)背景銀行等一些特殊部門要對大量的硬幣進行高效的處理，如計數(shù)、分類、包裝等以使其再流通，而且在目前在世界范圍內(nèi)，硬幣以其成本低，流通次數(shù)多、耐磨損、易回收等無可替代的優(yōu)勢將占領(lǐng)小面額貨幣(hub)市場是大勢所趨。市場需要一種成熟可靠的硬幣自動處理機具。鑒于此需要，我們研制用于處理上述問題的機具。硬幣清分機是金融行業(yè)設(shè)備中的用于清點硬幣的技術(shù)產(chǎn)品，它的主要功能是硬幣的計數(shù)和硬幣幣種的清分。

3、目前主要適用于超市、公交、自動售貨行業(yè)，零售業(yè)等行業(yè)。硬幣清分機外型簡單大方，設(shè)備原理清晰。操作簡單易懂，價格適中，在超市，零售等行業(yè)頗受歡迎。硬幣清分機的最大優(yōu)點在于它不僅可以清點硬幣的數(shù)目，更能將各幣種清分開來，并且面對不同的國家的硬幣不需要調(diào)整軟件，只需要調(diào)整機器的硬件設(shè)備就可以滿足不同的國家的硬幣清點需求。因此不僅占據(jù)了很大的市場份額，而且對于生產(chǎn)成本也有所降低。 該設(shè)備主要用于多種硬幣的分選、計數(shù)、包裝，該設(shè)備實現(xiàn)了自動化操作，達到高效、可靠、生產(chǎn)率高、減輕勞動成本的目的。在目前國內(nèi)的小面值貨幣流通的領(lǐng)域，硬幣分揀大多為人工操作，生產(chǎn)率低，浪費勞動成本。所以，此設(shè)備的研制可以改善這一

4、狀況，節(jié)約勞動力成本，提高勞動生產(chǎn)率。另外一些公司在封存硬幣前會忽略掉硬幣的清洗工作，而工作人員在硬幣封存過程中必然會和硬幣接觸，由于硬幣的流通性極大，硬幣也就成了病毒和病菌傳播的重要途徑之一，所以，在收取、支付和分類硬幣的前后，應該對硬幣進行清理工作，從而對工作人員起到保護作用， 但是，如果采用普通的浸泡清洗操作，并不能達到充分清洗的效果，另外，在進行硬幣篩分時， 往往因為硬幣數(shù)量繁多而無從下手， 大量硬幣的篩分會造成勞動成本的提高和勞動效率的降低，特別的，不同面額硬幣形狀大小不一，硬幣分類時大量硬幣一起會造成硬幣堆砌，分類人員還要進一步進行硬幣分離，減緩了分類速度。分類結(jié)束后還要進行手動包

5、裝，所以耗費大量勞動力。目前，市場上尚沒有一種能夠在封存硬幣前同時進行硬幣清洗和硬幣篩分以及硬幣包裝的裝置，而硬幣清洗和硬幣篩分、硬幣包裝工作若分開進行， 則會耗費大量時間精力，所以我們需要一種能夠同時進行這三項工作的裝置。1.2國內(nèi)外硬幣(yngb)清分機發(fā)展現(xiàn)狀(xinzhung)1.2.1國外硬幣清分機(fn j)發(fā)展現(xiàn)狀硬幣清分機至今已有30年的歷史，發(fā)展到今天，硬幣清分機已具有可靠的傳動系統(tǒng)和先進的計數(shù)清分功能，其智能化的設(shè)計為解決硬幣清點的困難提供了完美的選擇。國外著名廠家有日本的榮光 瑞典的SCANCOIN AB。 由于國外硬幣清分機發(fā)展比較早，其技術(shù)也較為成熟。硬幣清分機的傳動

6、系統(tǒng)技術(shù)具有低噪聲、傳動平穩(wěn)、性能可靠等優(yōu)點；計數(shù)功能采用光敏傳感器，有功能齊全，操作更簡便等優(yōu)點；采用數(shù)字顯示屏，進行可視化設(shè)計，全面顯示硬幣的數(shù)量等信息。1.2.2國內(nèi)硬幣清分機發(fā)展現(xiàn)狀1、硬幣清分機在我國的市場前景：隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定地增長，2008年北京申奧成功和WTO的加入。從本世紀開始，我國進入了全面建設(shè)小康社會的新階段，創(chuàng)造美好生活環(huán)境是金融行業(yè)發(fā)展的巨大推動力。我國第五版人民幣的發(fā)行，輔幣(10元以下)硬幣化已經(jīng)成為一種趨勢，硬幣的投放量還將大幅度增加1。由于硬幣手工清分成本大，利潤小，一般不復點且誤差多，因此硬幣流通自動化成為迫切的社會需求，所以硬幣清分機將會成為國內(nèi)金

7、融市場的一個主流機器。 2、硬幣清分機國內(nèi)生產(chǎn)：在國內(nèi)，清華大學、北京科技大學、上海交通大學、杭州電子科技大學、蘇州大學、福州大學等多家單位均對如何進行正確的硬幣識別做過深入研究，在機理上普遍采用電渦流法。這些單位的研究在可能涉及的硬幣范圍內(nèi)取得了較好的效果，但對硬幣的鑒別都局限于項目本身，存在不系統(tǒng)、不完整，對偽幣效果識別不好等問題。 3、硬幣清分機是對高速通過的硬幣進行識別、計數(shù)，同時對偽幣、殘幣進行剔除的系統(tǒng)。它是分類機、計數(shù)機、包裝機、銷毀機等眾多硬幣處理器具的基礎(chǔ)。由于國情和貨幣體系不同，研制各國統(tǒng)一的硬幣清分系統(tǒng)不現(xiàn)實，因此，需要針對不同的貨幣體系研制相應的清分系統(tǒng)。 在這個領(lǐng)域里

8、，國外較早的開展了研究，并且做了大量的工作。開發(fā)的產(chǎn)品大致也分為三個檔次，低檔、中檔和高檔。低檔清分速度在1000枚/min以下，中檔為10001500枚/min左右，高檔則在1500枚/min以上。所使用的清分方法上主要有兩大類，一類是根據(jù)物理技術(shù)進行清分，另一類是根據(jù)性能指標進行清分。高速清分基本上都是采用性能指標來進行清分。 綜觀來看，當今國內(nèi)外硬幣清分裝置，或者設(shè)計原理簡單，抗振動、抗電磁干擾能力差，識別偽幣能力差；要么制造復雜、價格昂貴、缺少實用價值。1.3硬幣機現(xiàn)狀的研究(ynji)方向現(xiàn)今，硬幣清分再也不是大問題了，取而代之的是清分機的制造成本(chngbn)和功能。便攜式、全能

9、式的硬幣分檢器不斷地被研制出來。以下就是一個很好的例子；CN-800型電腦控制硬幣清分機是光、機、電一體化的產(chǎn)品，它可將現(xiàn)行流通的七種硬幣及各種圓形外幣（歐元、美元等）一次清分出來，并統(tǒng)計清分結(jié)果，速度快、準確率高，大大提高了工作效率及辦公自動化程度，真正適合金融系統(tǒng)桌面(zhumin)辦公的需要。其功能特點為自動清分：準確地將現(xiàn)流通的七種硬幣清分于各自的儲幣盒內(nèi)；匯總計數(shù)：采用光電技術(shù)自動計數(shù)，將總金額及各單一硬幣數(shù)量分別進行統(tǒng)計，準確率高;微電打印：快速、準確地將清分機計數(shù)結(jié)果打印輸出；漢字輸出：用戶可自行設(shè)定15個漢字用于打印輸出，且斷電保持；大屏幕顯示：液晶中文大屏幕顯示，一屏顯示所有

10、七種硬幣個數(shù)，并能顯示日期、時間及計數(shù)結(jié)果。顯示清晰；智能檢偽：清分時可動態(tài)識別假幣；分批功能：可預置清點每組50枚或100枚硬幣；包裝計數(shù)：可將清分好的單一幣種通過右側(cè)出口直接落入接幣筒中，然后把接幣筒移至包裝機即可完成硬幣的成卷包裝幣滿提示：若所分硬幣已放滿儲幣盒，機器自動停機，同時大屏幕右下角出現(xiàn)閃爍的圖標，等待倒幣處理；故障報警：出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，機器自動停機，同時屏幕上顯示故障點，等待(dngdi)處理；外型美觀：本機采用電腦輔助優(yōu)化設(shè)計，內(nèi)部(nib)結(jié)構(gòu)緊湊，外型小巧美觀，是目前國內(nèi)外現(xiàn)有硬幣清分機中體積最小的光、機、電一體化設(shè)備，真正適用于金融系統(tǒng)桌面辦公。第二(d r)節(jié) 硬幣清

11、分機工作流程包裝清洗烘干分離全自動硬幣清分機的主要功能是實現(xiàn)硬幣的清洗、烘干、分離、包裝。它主要由機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。從空間上來看，硬幣清分機可分為三層：上層是清洗裝置，用于硬幣的清洗，由于硬幣的流通性極大，并且硬幣表面有大量細菌，所以清洗時必須的。清洗裝置是通過清洗劑和毛刷進行清洗，使硬幣更加清潔、無菌。中層是烘干和分離裝置，用于硬幣的烘干和分離，烘干裝置是通過加熱鐵絲和小風扇進行烘干硬幣，分離裝置是通過不同面值硬幣的直徑差異實現(xiàn)自動清分，在硬幣下落過程中通過光敏傳感器進行計數(shù)。當硬幣達到10個時，儲幣筒底部會自動打開，再關(guān)閉，使硬幣進入包裝裝置，下層是包裝裝置，包裝裝置主要由三個

12、包裝輥（兩個固定，一個可動）和一個可動支承桿組成，當硬幣落入三個包裝輥所夾的空間時，隨著可動支承桿轉(zhuǎn)動，同時可動包裝輥繞其轉(zhuǎn)動，當硬幣達到一定數(shù)量時，包裝膜被裁斷，硬幣便被包裝好。第三節(jié) 清洗(qngx)、烘干(hn n)裝置(zhungzh)3.1 清洗、烘干裝置的組成零件旋轉(zhuǎn)清洗裝置由動力電機、動力軸、動力軸承、進水管、傳動軸、旋轉(zhuǎn)板、動力清洗筒、出水管、主體支撐架、動力腔、 旋轉(zhuǎn)套筒、進幣口和出幣口組成；烘干裝置由電熱絲、小風扇組成。3.2 清洗、烘干裝置的工作原理動力清洗筒置于主體支撐架上，動力腔置于動力清洗筒內(nèi)，進幣口置于動力清洗筒上，且和動力腔相連通，進水管置于動力清洗筒上，且和動

13、力腔相連通，出水管置于主體支撐架上，且一端和動力清洗筒底部相連接，動力軸承置于動力清洗筒上，動力電機置于動力清洗筒上，動力軸一端置于動力電機上，另一端穿過動力軸承置于動力腔內(nèi)，和傳動軸一端相連接，傳動軸另一端上置有旋轉(zhuǎn)板，旋轉(zhuǎn)套筒套于傳動軸和旋轉(zhuǎn)板外側(cè)，出幣口置于動力清洗筒底部上。將硬幣投入清洗筒內(nèi)，電機將帶動毛刷轉(zhuǎn)動，對硬幣進行清洗，當清洗結(jié)束后，硬幣置于烘干裝置的傳送帶上，通過傳送帶上面的擋板使硬幣不能堆疊，增加烘干面積，在傳送帶上面空間有電熱絲和小風扇，可以對硬幣進行烘干。第四節(jié) 分離裝置4.1 分離裝置的組成零件我們采用的是通過滑道進行清分，其裝置包括：傳送帶、擋板、螺旋軌道。4.2

14、分離裝置的工作原理硬幣在傳送帶上通過擋板1使硬幣不能堆疊，再通過擋板2使硬幣一個(y )一個通過。之后硬幣進入螺旋軌道，軌道向內(nèi)側(cè)傾斜，使硬幣沿軌道內(nèi)側(cè)滑動，在自身重力的作用下，硬幣一面(y min)傾斜在軌道上沿滑軌斜向下滾動，滑軌上按硬幣直徑(zhjng)尺寸由小到大順次開有圓形孔，對應直徑尺寸的硬幣滾到圓形孔時，掉入接幣盒，完成清分。第五節(jié) 包裝裝置5.1 包裝裝置的組成零件本包裝機構(gòu)由三個包裝輥（兩個固定，一個可動），一個可動支承桿以及安裝在可動包裝輥上的包裝膜和光碼計數(shù)器組成。（如下圖）5.2 包裝裝置的工作原理光碼計數(shù)器對落下的硬幣計數(shù)，每10個一包裝。借助三個包裝輥保持包裝的硬幣

15、，轉(zhuǎn)動被包裝輥保持的疊放的硬幣同時由一支承桿支承，圍繞疊放的硬幣纏繞包裝膜，在疊放的硬幣的上、下方留出卷邊的部分，通過彼此相向地移動一對垂向間隔開來設(shè)置的上部卷邊爪和下部卷邊爪而疊放的硬幣上、下方的包裝膜的卷邊部分卷邊，從而形成一個包裝好的硬幣卷。第六節(jié) 硬件系統(tǒng)設(shè)計6.1 電機的選擇考慮到設(shè)計的硬幣清分機機適用對象為零售業(yè)、銀行和個體商戶戶,故電動機電壓應選用220V.再考慮到所受的載荷不大,所需動力不是很大,選用小功率的電動機. 綜合各方面因素,選用YL系列電動機. YL系列電動機是新型高效節(jié)能產(chǎn)品,具有體積小、容量大,起動及運轉(zhuǎn)性能優(yōu)越等特點,符合國際標準IEC的有關(guān)規(guī)定,并實現(xiàn)同一機座

16、號單、三相異步電動機等級相同,提高了單、三相電動機的互換性和通用性,被廣泛應用于冷凍機、泵、風機、,小型機床以及農(nóng)副業(yè)和家用電器等方面。電動機的主要參數(shù)： 型號(xngho):YL801-4電壓(diny):220V 功率(gngl):0.55KW同步轉(zhuǎn)速:1500r/min 頻率:50HZ 效率:68% 功率因數(shù):0.92外形尺寸:295mm165mm200mm6.2 計數(shù)原理光電傳感器是采用光電元件做為檢測元件的傳感器。而光電元件的工作原理都基于不同形式的光電效應；不同頻率的光子轟擊某一物體，光子的能量傳遞給電子，電子得到光子傳遞的能量后其狀態(tài)發(fā)生變化，從而使光照射的物體產(chǎn)生相應的電效應。

17、光電傳感器通常由光源、光學通路和光電元件三部分組成，如圖所示。圖中a1是光源發(fā)出的光信號，a2是光電器件接受的的光信號，被測量可以是x1或者x2，它們能夠分別造成光源本身或者光學通路的變化，從而影響傳感器輸出的光信號I。本裝置采取是利用光敏傳感器作為基本傳感器進行硬幣的計數(shù)。計數(shù)裝置是光電三極管作為檢測元件。其原理圖如圖所示。圖中黑色為待計數(shù)的硬幣,Vi為24V電源電壓,Vo為 輸出電壓,R1和R2為限流電阻器,A和B分別是發(fā)光二極管的發(fā)射(fsh)端和接收端。 當硬幣陸續(xù)通過圖示位置時,接收端會收到光信號,通過一個就會收到一個光信號,通過N個就會收到N個光信號,同時在其輸出端輸出N個電脈沖信號。采用一單片機對輸出的電脈沖信號的下降沿進行計數(shù),并且通過LED數(shù)碼顯示管將計數(shù)結(jié)果顯示出來。第六節(jié) 總結(jié)(zngji)本機采用根據(jù)硬幣直徑的大小對幣值進行清分的方法(fngf),雖然不具備辯偽功能,但可以對中國現(xiàn)行硬幣快速準確按幣值進行清分。主要特色是設(shè)計簡便、清分準確、使用可靠、維護簡便、價格低廉等。而且系統(tǒng)具備擴展的潛能,可以滿足將來硬幣清分機發(fā)展的需求。筆者與河北匯金科技有限公司共同開發(fā)